Heizen mit Erdwärme: Landkarte über die Wärme im Boden
Lohnt sich ein Wärmekollektor unter dem Rasen für die Kinder? Könnte die Gemeinde für ein Neubaugebiet Erdwärme als Energieträger vorschreiben? Eine ungewöhnliche interaktive Karte beantwortet die Frage, wie warm der Boden in Deutschland und Europa ist – ein hervorragendes Instrument für Bauherren und Planer.
Das Wärmepotential in den oberen Erdschichten dokumentiert eine neue Karte, die vor allem für Bauherren und Planer interessant ist. Sie zeigt, wo sich Erdkollektoren kombiniert mit Wärmepumpen lohnen.
Foto: ThermoMap
Solch eine Landkarte haben sich Bauherren, Projektentwickler und Kommunalpolitiker schon immer gewünscht. Wer die Frage beantworten will, ob sich die Nutzung von Erdwärme bei einem Bau- und Siedlungsprojekt lohnt, der musste aufwendig und teuer den Boden erkunden und Bohrungen finanzieren. Jetzt gibt eine neue Karte einen recht genauen Überblick über das Wärmepotenzial im Boden. In ganz Deutschland und Europa.
Vor allem die Frage, in welchen Regionen sich mit Erdkollektoren kombinierte Wärmepumpen lohnen, soll die neue Karte beantworten. Drei Jahre lang haben zwölf verschiedene Forschungseinrichtungen und Unternehmen aus neun europäischen Ländern an der flächendeckenden und interaktiven Europakarte ThermoMap gearbeitet, die das oberflächennahe Erdwärmepotenzial wiedergibt. Sie will dabei helfen, beispielsweise die notwendige Dimension solcher Erdkollektoren besser abschätzen zu können.
Konkret will das EU-geförderte Projekt ThermoMap, das von David Bertermann vom Lehrstuhl für Geologie der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg koordiniert wurde, privaten Bauherren und Planungsbüros die Möglichkeit geben, das Energiepotenzial ihres geplanten Baustandortes besser abschätzen zu können.
Sonnenwärme, die in den obersten Bodenschichten gespeichert ist
Im Gegensatz zu den tiefgründigen Bohrungen großer geothermischer Anlagen werden die Flächenkollektoren privater Bauvorhaben in etwa anderthalb Metern Tiefe verlegt. „Damit wird ihr Wirkungsgrad stark von der Bodenbeschaffenheit und von Klimafaktoren beeinflusst“, erklärt David Bertermann.
Deshalb geht es bei der ThermoMap auch nur um das oberflächennahe Geothermiepotenzial, sogenannte vSGP („very Shallow Geothermal Potential“). Dabei handelt es sich im Wesentlichen um die Sonnenwärme, die in den obersten Bodenschichten bis zehn Metern Tiefe gespeichert ist. Besteht der Boden zum Beispiel aus feuchtem sandigem Lehm, ist das Erdwärmepotenzial sehr hoch, bei trockenem sandigem Boden ist es sehr niedrig.
Testgebiet Büchenbach bei Nürnberg: Die Erdwärmekarte macht recht konkrete Angaben über das Erdwärmepotential im Boden.
Quelle: ThermoMap
Für ihre interaktive Karte haben die Geologen ausschließlich auf bestehendes geowissenschaftliches Datenmaterial zurückgegriffen. In einem ersten Schritt haben sie die klimatischen Parameter zusammengetragen, die einen direkten oder indirekten Einfluss auf die bodenphysikalischen Eigenschaften besitzen. Das sind vor allem die Jahresniederschlagsmenge und die mittlere Jahrestemperatur.
Diese Klimawerte wurden dann mit den Grunddaten zur Bodenbeschaffenheit kombiniert. „In der Klassifizierung einzelner Bodenarten gibt es erhebliche Unterschiede zwischen den Ländern“, sagt Geologe Bertermann. „Deshalb hat die Harmonisierung der Daten einen großen Teil unserer Arbeit ausgemacht.“
Mit Daten zum Baugrund können Bauherren eigene Berechnungen durchführen
Das Ergebnis ist nun der MapViewer. Mit diesem Programm können Bauherren und Planungsbüros die Wärmeleitfähigkeit des Bodens an ihrem Standort ermitteln und dadurch die Dimension des Kollektors zuverlässiger berechnen. Die individuelle Installationsplanung durch eine qualifizierte Fachfirma könne die Karte aber nicht ersetzen, betonen die Beteiligten.
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In ausgewählten kleineren Testgebieten gibt es zusätzlich detaillierte Informationen zum Wärmepotential bis in zehn Metern Tiefe. In Deutschland liegen die beiden Testgebiete in der Nähe von Erlangen. Die Stadt plant dort Neubaugebiete, die mit Energie aus erneuerbaren und nachhaltigen Quellen versorgt werden sollen.
Zusätzlich zur Potenzialkarte des MapViewers haben die Geologen die Möglichkeit geschaffen, eigene Berechnungen für eine individuelle Standortauskunft durchzuführen. So können beispielsweise Boden- und Grundwasserdaten aus einem speziell für das Grundstück erstellten Bodengutachten in den ThermoMap-Calculator eingegeben werden. Bertermann: „Liegen solche spezifischen Daten des Baugrundes vor, lassen sich die Berechnungen weiter differenzieren und noch genauer durchführen.“ Beide Programme – MapViewer und MapCalculator – stehen zur kostenlosen Nutzung im Internet zur Verfügung.
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